Sebuah bejana kaca (koefisien muai panjangnya 9 × 10 -6 /°C) pada suhu 0°C terisi penuh dengan 150 cm 3 air raksa (koefisien muai ruangnya 1,8 × 10 -4 /°C. Jika suhu bejana dan air raksa dinaikkan menjadi 40°C, maka dengan analisis akurat, volume air raksa yang tumpah dari bejana ituadalah …

Pembahasan

Diketahui: α b =9 × 10 -6 /°C T 0 = 0°C V 0b = V 0r = 150 cm 3 γ r =1,8 × 10 -4 /°C T a = 40°C Ditanya: V r tumpah = ...? Jawaban: Saat dipanaskan baik bejana maupun raksa akan memuai. Akibat pemuaian ini, volume bejana dan raksa bertambah. Untuk mengetahui volume raksa yang tumpah, kita perlu mencari tahu terlebih dahulu volume bejana dan raksa setelah memuai. Volume bejana setelah dipanaskan. V b ​ V b ​ V b ​ V b ​ V b ​ V b ​ ​ = = = = = = ​ V o b ​ ( 1 + γ b ​ △ T ) V o b ​ ( 1 + 3 α b ​ ( T a ​ − T 0 ​ ) ) 150 cm 3 ( 1 + ( 3 ( 9 × 1 0 − 6 / ∘ C ) ( 4 0 ∘ C − 0 ∘ C ) ) ) 150 cm 3 ( 1 + 1 , 08 × 1 0 − 3 ) 150 cm 3 ( 1 , 00108 ) 150 , 162 cm 3 ​ Volume raksa setelah dipanaskan V r ​ V r ​ V r ​ V r ​ V r ​ V r ​ ​ = = = = = = ​ V or ​ ( 1 + γ r ​ △ T ) V o b ​ ( 1 + γ r ​ ( T a ​ − T 0 ​ ) ) 150 cm 3 ( 1 + ( 1 , 8 × 1 0 − 4 / ∘ C ) ( 4 0 ∘ C − 0 ∘ C ) ) 150 cm 3 ( 1 + 7 , 2 × 1 0 − 3 ) 150 cm 3 ( 1 , 0072 ) 151 , 08 cm 3 ​ Volume raksa yang tumpah V r ​ tumpah V r ​ tumpah V r ​ tumpah ​ = = = ​ V r ​ − V b ​ 151 , 08 cm 3 − 150 , 162 cm 3 0 , 918 cm 3 ≈ 0 , 92 cm 3 ​ Dengan demikian, volume raksa yang tumpah dari bejana itu adalah 0,92 cm 3 . Jadi, jawaban yang tepat adalah D.